本发明专利技术的技术问题是提供一种即使设置聚焦电极层（8），栅电极层（6）以及聚焦电极层也不会借助碳层（11）导通的面发射型电子发射元件（1）以及具有该电子发射元件的摄像装置。作为解决上述技术问题的手段，电子发射元件具有：从面发射部（9）发射电子的电子发射层（3）；栅电极层，其隔着第1绝缘体层（5）成膜在电子发射层的表面；聚焦电极层，其隔着第2绝缘体层（7）成膜在栅电极层的表面，使发射出的电子聚焦；发射凹部（10），其贯通聚焦电极层、第2绝缘体层、栅电极层以及第1绝缘体层，在面发射部的表面开口成凹状；以及碳层，其成膜在从聚焦电极层的表面直至发射凹部的内周面，碳层在第2绝缘体层的层端面向的发射凹部的成膜部分具有环状的不连续部（11a）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置，该电子发射元件具有使从面发射部发射出的电子聚焦的聚焦电扱。
技术介绍
近年来，关于不对阴极(阴极电极)加热而通过使用电场使电子发射的技术，提出了所谓的面发射型电子发射元件(參照专利文献1)，该面发射型电子发射元件具有层叠在电子发射层上的绝缘层以及贯通栅电极层的开ロ(发射凹部)以及层叠在栅电极层上以及开ロ的内周面的碳层，通过向栅电极层施加电压，使得从在开ロ的底部露出的电子发射层发射出电子。 在先技术文献专利文献专利文献I :国际公开2007-114103号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题不过，在安装时，在组装到摄像装置中的情况下，电子发射元件与具有阳极电极和光电转换层的基板隔着真空空间相对配置，发射出的电子与光电转换层的空穴结合，此时的电流被检测为视频信号。此时，为了使发射出的电子高效率地与光电转换层的空穴碰撞，需要使电子的轨道(电子束)聚焦在光电转换层的正面。因此，在上述的面发射型电子发射元件中，为了抑制发射出的电子的轨道(电子束)宽度，考虑设置通过施加与栅电极层不同电位的电压而使电子进行电场聚焦的聚焦电极层。然而，如果像这样做，则会由于在制造エ序的最后成膜在发射凹部的内周面的碳层，而导致栅电极层与聚焦电极层导通。由此，可以预料到存在栅电极层与聚焦电极层成为同电位，而无法使两者间产生足够的电位差，从而无法使电子聚焦的问题。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种即使设置聚焦电极层，栅电极层与聚焦电极层也不会借助于碳层而导通的面发射型电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置。解决问题的手段本专利技术的电子发射元件的特征在于，其具有电子发射层，其从面发射部发射电子；栅电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在电子发射层的表面；聚焦电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在栅电极层的表面，使发射出的电子聚焦；发射凹部，其贯通聚焦电极层、第2绝缘体层、栅电极层以及第I绝缘体层，在面发射部的表面开ロ成凹状；以及碳层，其从聚焦电极层的表面一直成膜到发射凹部的内周面，碳层在第2绝缘体层的层端所面向的发射凹部的成膜部分处具有环状的不连续部。根据上述结构，由于碳层的不连续部，使得聚焦电极层与栅电极层不会借助于碳层而导通，所以能够向聚焦电极层施加与栅电极层不同电位的电压，从而能够使从面发射部发射的电子高效地聚焦。另外，尤其优选栅电极层以及聚焦电极层由钨(W)构成，除此之外，也可以由Si、Al、Ti、TiN、Cu、Ag、Cr、Au、Pt、C等金属构成。此外，优选电子发射层由非晶娃构成。该情况下，优选发射凹部具有上部发射凹部，其是对聚焦电极层以及第2绝缘体层进行刻蚀而形成的；以及下部发射凹部，其是对栅电极层以及第I绝缘体层以与上部发射凹部同轴且直径较小的方式进行刻蚀而形成的。根据上述结构，构成上部发射凹部 的聚焦电极层以及第2绝缘体层的层端不会对发射出的电子的轨道构成妨碍(不会使电子束衰减)，能够高效率地发射电子。该情况下，优选第2绝缘体层具有成膜在聚焦电极层侧的上绝缘体层，以及成膜在栅电极层侧且由相比于上绝缘体层刻蚀速率较高的材料构成的下绝缘体层，优选不连续部由超过上绝缘体层的层端进行刻蚀的下绝缘体层的层端所面向的不能成膜部构成。根据上述结构，下绝缘体层的层端相比于上绝缘体层的层端后退，形成不能成膜部，由此，能够通过一次成膜在碳层自动形成不连续部。因此，能够容易地制造出聚焦电极层与栅电极层不会借助于碳层而导通的电子发射元件。此外，通过在第2绝缘体层中设置刻蚀速率不同的2种绝缘体层，能够在优先对下绝缘体层进行刻蚀时保护聚焦电极层。另外，优选上绝缘体层和下绝缘体层分别由PTEOS和PSIN构成，通过使用⑶E(Chemical Drv Etching :化学干式刻蚀)法的各向同性刻蚀,优先对下绝缘体层进行刻蚀。此外，该情况下，优选第2绝缘体层由相比于聚焦电极层刻蚀速率较高的材料构成，优选不连续部由超过聚焦电极层的层端进行刻蚀的第2绝缘体层的层端所面向的不能部成膜构成。根据上述结构，第2绝缘体层的层端相比于聚焦电极层的层端后退，形成不能成膜部，由此，能够通过一次成膜在碳层自动形成不连续部。此外，构成第2绝缘体层的绝缘体层为单ー层即可，因此能够减少绝缘体层的成膜エ序数。 另外，优选第2绝缘体层由PSIN构成，通过使用了⑶E法的各向同性刻蚀，优先对第2绝缘体层进行刻蚀。此外，该情况下，优选第2绝缘体层具有成膜在聚焦电极层侧的上绝缘体层；成膜在栅电极层侧的下绝缘体层；以及中间绝缘体层，其成膜在上绝缘体层与下绝缘体层之间，由相比于上绝缘体层以及下绝缘体层刻蚀速率较高的材料构成，优选不连续部由超过上绝缘体层的层端以及下绝缘体层的层端进行刻蚀的中间绝缘体层的层端所面向的不能成膜部构成。根据上述结构，中间绝缘体层的层端相比于上绝缘体层的层端后退，形成不能成膜部，由此，能够通过一次成膜在碳层自动形成不连续部。此外，在第2绝缘体层中设置刻蚀速率不同的2种绝缘体层，由此，在对中间绝缘体层进行较深的刻蚀时，能够通过上绝缘体层以及下绝缘体层来保护聚焦电极层以及栅电极。并且，第2绝缘体层由3层的绝缘体层构成，因此能够加厚绝缘体层，能够抑制在聚焦电极层和栅电极之间的漏电流(泄漏)。另外,优选上绝缘体层以及下绝缘体层由PTEOS构成，中间绝缘体层由PSIN构成，通过使用了 CDE法的各向同性刻蚀，优先对中间绝缘体层进行刻蚀。本实施方式另ー个电子发射元件的特征在于，其具备电子发射层，其从面发射部发射电子；栅电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在电子发射层的表面；绝缘性的多个支柱部，其以包围面发射部的方式部分地成膜在第I绝缘体层的表面；电极支撑层，其遍及成膜在多个支柱部之间；聚焦电极层，其与栅电极层之间存在绝缘空间，成膜在电极支撑层的背面，且使发射出的电子聚焦；发射凹部，其贯通电极支撑层、聚焦电极层、栅电极层以及第I绝缘体层，在面发射部的表面开ロ成凹状；以及碳层，其从电极支撑层的表面一直成膜到发射凹部的内周面，碳层在绝缘空间的端部所面向的发射凹部的成膜部分具有环状的不连续部。根据上述结构，通过绝缘空间形成成膜不能部，由此，能够通过一次成膜在碳层自动形成不连续部。因此，能够容易地制造出聚焦电极层与栅电极层不借助于碳层而导通的电子发射元件。此外，在聚焦电极层与栅电极层之间存在绝缘空间，因此能够防止经由绝缘体层的漏电流(泄漏)。 该情况下，优选通过刻蚀将成膜在栅电极层与聚焦电极层之间的牺牲层除去，从而形成绝缘空间。根据上述结构，通过简单的エ序就能够在聚焦电极层与栅电极层之间形成绝缘空间。另外，采用湿式刻蚀(热磷酸刻蚀法)来除去牺牲层，优选牺牲层由相比于绝缘性的支柱部刻蚀速率较高的材料，例如PSIN构成。此外，该情况下，优选发射凹部具有上部发射凹部，其在牺牲层的刻蚀的同时，通过对聚焦电极层进行刻蚀而形成；以及下部发射凹部，其通过对栅电极层以及第I绝缘体层以与上部发射凹部同轴且直径较小的方式进行刻蚀而形成。根据上述结构，构成上部发射凹部的聚焦电极层层端不会对发射出的电子的轨道构成妨碍(不会使电子束衰减)，能够高效率地发射电子。此外，该情况下，优选以使得聚焦电极层的电位低于栅电极层的电位的方式分别施加电压。根据上述结构，能够以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子发射兀件，其中，该电子发射兀件具有 电子发射层，其从面发射部发射电子； 栅电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在所述电子发射层的表面； 聚焦电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在所述栅电极层的表面，使发射出的电子聚焦；发射凹部，其贯通所述聚焦电极层、所述第2绝缘体层、所述栅电极层以及所述第I绝缘体层，在所述面发射部的表面开ロ成凹状；以及 碳层，其从所述聚焦电极层的表面一直成膜到所述发射凹部的内周面， 所述碳层在所述第2绝缘体层的层端所面向的所述发射凹部的成膜部分处具有环状的不连续部。2.根据权利要求I所述的电子发射元件，其中，所述发射凹部具有 上部发射凹部，其是对所述聚焦电极层以及所述第2绝缘体层进行刻蚀而形成的；以及 下部发射凹部，其是对所述栅电极层以及所述第I绝缘体层以与所述上部发射凹部同轴且直径小的方式进行刻蚀而形成的。3.根据权利要求2所述的电子发射元件，其中， 所述第2绝缘体层具有成膜在所述聚焦电极层侧的上绝缘体层、以及成膜在所述栅电极层侧且由相比于所述上绝缘体层刻蚀速率高的材料构成的下绝缘体层， 所述不连续部由超过所述上绝缘体层的层端进行刻蚀的所述下绝缘体层的层端所面向的不能成膜部构成。4.根据权利要求2所述的电子发射元件，其中， 相比于所述聚焦电极层，所述第2绝缘体层由刻蚀速率高的材料构成， 所述不连续部由超过所述聚焦电极层的层端进行刻蚀的所述第2绝缘体层的层端所面向的不能成膜部构成。5.根据权利要求2所述的电子发射元件，其中， 所述第2绝缘体层具有成膜在所述聚焦电极层侧的上绝缘体层；成膜在所述栅电极层侧的下绝缘体层；以及中间绝缘体层，该中间绝缘体层成膜在所述上绝缘体层与所述下绝缘体层之间，由相比于所述上绝缘体层以及所述下绝缘体层刻蚀速率高的材料构成...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉成正树，秋山周哲，中井淳，
申请(专利权)人：日本先锋公司，日本先锋微电子技术公司，
类型：发明
国别省市：
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